Published October 31, 2017 | Version v1
Publication Open

The Verticillium dahliae SnodProt1-Like Protein VdCP1 Contributes to Virulence and Triggers the Plant Immune System

Creators

  • 1. Institute of Plant Protection

Description

During pathogenic infection, hundreds of proteins that play vital roles in the Verticillium dahliae-host interaction are secreted. In this study, an integrated proteomic analysis of secreted V. dahliae proteins was performed, and a conserved secretory protein, designated VdCP1, was identified as a member of the SnodProt1 phytotoxin family. An expression analysis of the vdcp1 gene revealed that the transcript is present in every condition studied and displays elevated expression throughout the infection process. To investigate the natural role of VdCP1 in V. dahliae, two vdcp1 knockout mutants and their complementation strains were generated. Bioassays of these mutants revealed no obvious phenotypic differences from the wild-type (WT) in terms of mycelial growth, conidial production or mycelial/spore morphology. However, compared with the WT, the vdcp1 knockout mutants displayed attenuated pathogenicity in cotton plants. Furthermore, treating plants with purified recombinant VdCP1 protein expressed in Pichia pastoris induced the accumulation of reactive oxygen species (ROS), expression of several defense-related genes, leakage of ion electrolytes, enhancement of defense-related enzyme activity and production of salicylic acid. Moreover, VdCP1 conferred resistance to Botrytis cinerea and Pseudomonas syringae pv. tabaci in tobacco and to V. dahliae in cotton. Further research revealed that VdCP1 possesses chitin-binding properties and that the growth of vdcp1 knockout mutants was more affected by treatments with chitinase, indicating that VdCP1 could protect V. dahliae cell wall from enzymatic degradation, which suggests an effector role of VdCP1 in infecting hosts.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أثناء العدوى المسببة للأمراض، يتم إفراز مئات البروتينات التي تلعب أدوارًا حيوية في تفاعل مضيف الداليا Verticillium dahliae. في هذه الدراسة، تم إجراء تحليل بروتيني متكامل لبروتينات V. dahliae المفرزة، وتم تحديد بروتين إفرازي محفوظ، يسمى VdCP1، كعضو في عائلة السموم النباتية SnodProt1. كشف تحليل التعبير عن جين vdcp1 أن النص موجود في كل حالة تمت دراستها ويعرض تعبيرًا مرتفعًا طوال عملية العدوى. للتحقيق في الدور الطبيعي لـ VdCP1 في V. dahliae، تم إنشاء اثنين من مسوخ الضربة القاضية vdcp1 وسلالاتها التكميلية. كشفت الاختبارات الحيوية لهذه الطفرات عن عدم وجود اختلافات ظاهرية واضحة عن النوع البري (WT) من حيث النمو الفطري أو الإنتاج المخروطي أو مورفولوجيا الفطريات/الأبواغ. ومع ذلك، بالمقارنة مع الوزن، أظهرت طفرات الضربة القاضية vdcp1 ضعفًا في الإمراضية في نباتات القطن. علاوة على ذلك، فإن معالجة النباتات ببروتين VdCP1 المؤتلف المنقى المعبر عنه في Pichia pastoris تسبب في تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، والتعبير عن العديد من الجينات المتعلقة بالدفاع، وتسرب الشوارد الأيونية، وتعزيز نشاط الإنزيم المرتبط بالدفاع وإنتاج حمض الساليسيليك. علاوة على ذلك، منح VdCP1 مقاومة للبوتريتيس الرملي والزائفة السرنجية pv. tabaci في التبغ و V. dahliae في القطن. كشفت أبحاث أخرى أن VdCP1 يمتلك خصائص ملزمة للكيتين وأن نمو طفرات الضربة القاضية Vdcp1 كان أكثر تأثرًا بالعلاجات بالكيتيناز، مما يشير إلى أن VdCP1 يمكن أن يحمي جدار الخلية VdCP1 من التحلل الأنزيمي، مما يشير إلى دور مستجيب لـ VdCP1 في إصابة المضيفين.

Translated Description (French)

Au cours de l'infection pathogène, des centaines de protéines qui jouent un rôle vital dans l'interaction Verticillium dahliae-hôte sont sécrétées. Dans cette étude, une analyse protéomique intégrée des protéines sécrétées de V. dahliae a été réalisée, et une protéine sécrétoire conservée, désignée VdCP1, a été identifiée comme membre de la famille des phytotoxines SnodProt1. Une analyse de l'expression du gène vdcp1 a révélé que le transcrit est présent dans toutes les conditions étudiées et présente une expression élevée tout au long du processus d'infection. Pour étudier le rôle naturel de VdCP1 chez V. dahliae, deux mutants knock-out de vdcp1 et leurs souches de complémentation ont été générés. Les bioessais de ces mutants n'ont révélé aucune différence phénotypique évidente par rapport au type sauvage (WT) en termes de croissance mycélienne, de production de conidies ou de morphologie mycélienne/sporeuse. Cependant, par rapport au WT, les mutants knock-out vdcp1 présentaient une pathogénicité atténuée chez les cotonniers. En outre, le traitement des plantes avec la protéine VdCP1 recombinante purifiée exprimée dans Pichia pastoris a induit l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), l'expression de plusieurs gènes liés à la défense, la fuite d'électrolytes ioniques, l'augmentation de l'activité enzymatique liée à la défense et la production d'acide salicylique. De plus, VdCP1 conférait une résistance à Botrytis cinerea et Pseudomonas syringae pv. tabaci dans le tabac et à V. dahliae dans le coton. D'autres recherches ont révélé que VdCP1 possède des propriétés de liaison à la chitine et que la croissance des mutants knock-out de vdcp1 était plus affectée par les traitements à la chitinase, ce qui indique que VdCP1 pourrait protéger la paroi cellulaire de V. dahliae de la dégradation enzymatique, ce qui suggère un rôle effecteur de VdCP1 dans l'infection des hôtes.

Translated Description (Spanish)

Durante la infección patógena, se secretan cientos de proteínas que desempeñan funciones vitales en la interacción Verticillium dahliae-huésped. En este estudio, se realizó un análisis proteómico integrado de proteínas de V. dahliae secretadas y se identificó una proteína secretora conservada, denominada VdCP1, como miembro de la familia de fitotoxinas SnodProt1. Un análisis de expresión del gen vdcp1 reveló que la transcripción está presente en todas las condiciones estudiadas y muestra una expresión elevada a lo largo del proceso de infección. Para investigar el papel natural de VdCP1 en V. dahliae, se generaron dos mutantes knockout de vdcp1 y sus cepas de complementación. Los bioensayos de estos mutantes no revelaron diferencias fenotípicas obvias con respecto al tipo salvaje (WT) en términos de crecimiento micelial, producción de conidios o morfología de micelios/esporas. Sin embargo, en comparación con el WT, los mutantes knockout de vdcp1 mostraron una patogenicidad atenuada en las plantas de algodón. Además, el tratamiento de plantas con proteína VdCP1 recombinante purificada expresada en Pichia pastoris indujo la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS), la expresión de varios genes relacionados con la defensa, la fuga de electrolitos iónicos, la mejora de la actividad enzimática relacionada con la defensa y la producción de ácido salicílico. Además, VdCP1 confirió resistencia a Botrytis cinerea y Pseudomonas syringae pv. tabaci en tabaco y a V. dahliae en algodón. Investigaciones adicionales revelaron que VdCP1 posee propiedades de unión a quitina y que el crecimiento de mutantes knockout de vdcp1 se vio más afectado por los tratamientos con quitinasa, lo que indica que VdCP1 podría proteger la pared celular de V. dahliae de la degradación enzimática, lo que sugiere un papel efector de VdCP1 en la infección de los huéspedes.

Files

pdf.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c22c09a14025104785931d1b6cee55a2
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يساهم بروتين VdCP1 الذي يشبه Verticillium dahliae SnodProt1 في الفوعة ويحفز الجهاز المناعي للنبات
Translated title (French)
La protéine VdCP1 de type SnodProt1 de Verticillium dahliae contribue à la virulence et déclenche le système immunitaire des plantes
Translated title (Spanish)
La proteína VdCP1 similar a SnodProt1 de Verticillium dahliae contribuye a la virulencia y desencadena el sistema inmunológico de las plantas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2765544614
DOI
10.3389/fpls.2017.01880

Is supplement to
https://openalex.org/W4384938733 (Other)
https://openalex.org/W4289104033 (Other)
https://openalex.org/W3141394694 (Other)
https://openalex.org/W2994730994 (Other)
https://openalex.org/W2966902500 (Other)
https://openalex.org/W2383258342 (Other)
https://openalex.org/W2264081533 (Other)
https://openalex.org/W2134016430 (Other)
https://openalex.org/W2043948448 (Other)
https://openalex.org/W2033633990 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1546607969
  • https://openalex.org/W1593705969
  • https://openalex.org/W1921680284
  • https://openalex.org/W1953382790
  • https://openalex.org/W1967088135
  • https://openalex.org/W1969840939
  • https://openalex.org/W1975702905
  • https://openalex.org/W1976318976
  • https://openalex.org/W1984094720
  • https://openalex.org/W1987041641
  • https://openalex.org/W2004681480
  • https://openalex.org/W2012948627
  • https://openalex.org/W2017955674
  • https://openalex.org/W2019873749
  • https://openalex.org/W2023543496
  • https://openalex.org/W2029811640
  • https://openalex.org/W2035903048
  • https://openalex.org/W2038364654
  • https://openalex.org/W2039068501
  • https://openalex.org/W2051315190
  • https://openalex.org/W2053541875
  • https://openalex.org/W2057274152
  • https://openalex.org/W2057742915
  • https://openalex.org/W2063402400
  • https://openalex.org/W2063888937
  • https://openalex.org/W2070031142
  • https://openalex.org/W2077404754
  • https://openalex.org/W2084309726
  • https://openalex.org/W2088650152
  • https://openalex.org/W2093676779
  • https://openalex.org/W2100937617
  • https://openalex.org/W2106364860
  • https://openalex.org/W2110321717
  • https://openalex.org/W2114570899
  • https://openalex.org/W2114756078
  • https://openalex.org/W2129090837
  • https://openalex.org/W2132059918
  • https://openalex.org/W2135407686
  • https://openalex.org/W2137007437
  • https://openalex.org/W2147101180
  • https://openalex.org/W2151042817
  • https://openalex.org/W2151210926
  • https://openalex.org/W2153819056
  • https://openalex.org/W2154694347
  • https://openalex.org/W2156219697
  • https://openalex.org/W2159731150
  • https://openalex.org/W2164917470
  • https://openalex.org/W2169083179
  • https://openalex.org/W2529775673
  • https://openalex.org/W2558409092
  • https://openalex.org/W2577898221
  • https://openalex.org/W2618932953
  • https://openalex.org/W2623959929
  • https://openalex.org/W2743184154
  • https://openalex.org/W4238053011